Desde mi juventud me interese por la Física experimental: realicé en mi casa muchos experimentos de mecánica, calor, vapor y electricidad usando cajas comerciales de experimentación para niños. También una radio con cristal de galena como detector y auriculares que me permitió escuchar música y noticias, me dió nociones de propagación de ondas electromagnéticas y electrónica.
En julio de 1939 a la edad de 12 años, gracias a la nobleza del pueblo chileno, pude emigrar con mis padres desde Alemania, salvándonos del holocausto. Luego logré aprender el castellano gracias a ser aceptado en el Instituto Nacional. Después de terminar mis estudios con el bachillerato en 1944 quería seguir una carrera en Física; la más cercana, con excepción de los estudios de la enseñanza de Física, era la de Ingeniería Eléctrica. Me enrolé en la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Chile, ubicada en Beauchef, donde me gradué de Ingeniero Civil-Electricista en 1951. Fue éste el primer grupo que se graduó en esta especialidad. Para la tesis final realicé un trabajo experimental en micro-ondas en el laboratorio de Electrónica de la Facultad.
Instrucciones adicionales recibí por C. Jacoby en el Instituto de Normalización, Santiago, donde trabajé tiempo parcial durante mis estudios, y el profesor visitante en la Universidad de Chile Raymond Zuckerman.
A continuación trabajé tres años en la Empresa Nacional de Electricidad (ENDESA). En mi tiempo libre iba al departamento de Física en Beauchef donde en el amplio laboratorio del segundo piso realicé, con equipo armado por mi, experimentos con micro-ondas; i.e. ondas electromagnéticas centimétricas. Estos tenían fines didácticos de demostración de los fenómenos básicos de la óptica, tal como ondas estacionarias, velocidad de propagación, índice de refracción, interferencia frente a una pantalla de dos rendijas, etc, que eran fácilmente visible al ojo desnudo.
En 1954 salí con una beca del British Council para hacer estudios experimentales de Física en Inglaterra. En la selección del tema de investigacion me guió Nahum Joel. Él habia hecho investigaciones en estructuras cristalinas usando difración de rayos-X en el Birkbeck College, Londres con el Prof. Bernal. Después de graduarse con el Ph.D. volvió a Chile. Estableció un laboratorio en este tema primero en el Instituto Pedagógico de la Universidad Chile, en Macul, y más adelante se trasladó a nuestro Departamento de Física en Beauchef. Nahum me recomendó especializarme en el tema de difracción de electrones, que iba a complementar el suyo y a facilitar la futura cooperación con su grupo. Antes de mi partida recibí excelente instrucción en el tema de cristalografia de Rayos-X, especialmente por Isabel Wittke y también por Oscar Wittke y Carmen Escobar, investigadores en el grupo de Nahum Joel.
Para mis estudios elegimos el grupo dedicado a este tema en el departamento de física del Imperial College of Science and Technology , Londres. Este grupo había sido establecido por G.P. Thomson el descubridor (y recipiente premio Nobel) del fenómeno de difracción de electrones en 1928. Desde Octubre 1954 hasta Diciembre 1958 realicé investigaciones en el laboratorio de este grupo bajo la guía del Prof. Morris Blackman y Don Pashley en temas de a) crecimiento epitaxial de películas delgadas de metales, con énfasis a las etapas inciales y con observaciones in-situ mediante difracción de electrons de alta energía con incidencia rasante (RHEED) y b) análisis de campos magnéticos en la superficie de cristales ferromagnetocs (cobalto) mediante barrido de haces finos de electrones. Éste fue el precursor del método de microscopia Lorenz de visualización de campos magnéticos en películas delgadas de materiales ferromagnéticos en el microscopio de electrones de transmisión. Me gradué en física en la Universidad de Londres en 1958.
En el verano de ese año participé en una Escuela de Microscopía de Electrones por Transmisión (TEM), que tuvo lugar en la Universidad de Cambridge, dirigido por los mejores Profesores, post-doctorantes y estudiantesde Ph.D. en ese campo. Las charlas aparecieron después en un libro clásico sobre este tema. Permanecí otras tres semanas en Cambridge para recibir instrucciones de Mike Whelan sobre el uso del TEM Siemens Elmiskop I. Éste era el mismo instrumento que existía en el Instituto de Investigaciones y Ensayos de Materiales (IDIEM), al lado de la Escuela de Ingeniería.
Afortunadamente Nahum Joel consiguió, antes de terminar mis estudios en Inglaterra, fondos de la Universidad de Chile para comprar una camara de difracción de electrons de alta energia (RHEED). Tuve la suerte que en la misma epoca Don Pashley decidió comprar ese equipo para su futuro trabajo de investigación en una institución privada Tube Investments. Aprovechando su análisis de las características de los diferentes instrumentos disponibles decidí ordenar el mismo elegido por el de la firma Metropolitan Vickers en Manchester. Estuve una semana con esta firma para recibir las instrucciones de uso y montaje del instrumento en Chile. Esto economizó gastos y me permitió instalar y usar el equipo luego de mi vuelta a Chile. Fue ubicado en una pieza en el segundo piso del IDIEM, con vista al parque Cousiño; en este edificio también estaba ubicado el microscopio electrónico Siemens Elmiskop.
Con la cámara del RHEED empezamos en 1959 a hacer investigacione en el Departamento de Física de la Escuela de Ingeniería en Beauchef con la activa y excelente colaboracion de Claudio González y Boris Chornik. Las investigaciones se basaron en el crecimiento epitaxial in situ de metales sobre substratos cristalinos diversos, como mica, cloruro de sodio y monoristales de metales. Con este fin construimos para nuestra cámera del RHEED un horno montado sobre el porta-muestras para calentar las muestras, una fuente de evaporación y una cámara para película fotográfica continua almacenada en un rollo, permitiendo el registro del proceso en tiempo real.
A continuación, Claudio Gonzalez estuvo en un año (1963) en el departamento de física del Imperial College of Science and Technology, Londres, recibiendo un diploma en física.
Boris Chornik recibió su título de Ingeniero Civil-Electricista en nuestra Facultad en 1965 con una tesis sobre "Películas delgadas ferromagnéticas en computadores digitales", en base a los trabajos experimentales en nuestro laboratorio. Hizo el doctorado en la Universidad de California en 1968. De vuelta a Chile se incorporó a nuestro de Departamento, donde se dedicó al desarrollo de un microscopio de fuerza atómica.
Es apropiado señalar que los estudios que realizamos tenían el doble propósito de encontrar las condiciones para el crecimiento epitaxial y de comprender el fenómeno de epitaxia. Este era un trabajo esencialmente científico, aunque tenía aplicaciones para preparar muestras útiles para investigaciones de las propiedades físicas (por ejemplo, conductividad eléctrica de películas monocristalinas, mencionado abajo). En los años siguientes a aproximadamente 1970 el crecimiento epitaxial llegó a tener amplio y esencial uso en la industria para dispositivos electrónicos de alta calidad, que está basada en la superposición de películas delgadas, crecidas por ejemplo sobre obleas de silicio o arsenuro de galio monocristalino. Muy conocido es el método de molecular beam epitaxy (MBE), un nombre dado al crecimiento epitaxial por evaporación en ultra-vacío. Así nuestros esfuerzos han encontrado aplicación en la tecnología moderna.
Miguel Kiwi inició en nuestro laboratorio algunos trabajos sobre magnetismo. Recibió su título de Ingeniero Mecánico de la Universidad Técnica Federico Santa María, Valparaíso con honores en 1963 con una tesis sobre sistemas de ultra-alto vacio (UHV).
Desde 1963-1965 fue Asociado de Investigaciones en el Instituto de Ciencias de Universidad de Chile. Continuó sus estudios de Física para el doctorado en la Universidad de Virgina, Charlottesvile, Virgina, USA, recibiendo el Ph.D. en 1967. Actualmente es Profesor titular en la Facultad de Física, Pontificia Universidad Católica, Santiago. Fue Jefe de ese Departamento en 1999-2000 y es profesor de tiempo parcial en la Facultad Ciencias, Universidad de Chile (1986-).
Entres sus distinciones: Miembro de la Raven Society, Honorary Society of the University of Virginia, Miembro Associado del Centro Atómico de Bariloche (1986), Fellow of the American Physical Society (1963), Miembro pleno de la Academia de Ciencias del Instituto de Chile (1994). Fue Presidente de la Sociedad Chilena de Fisica (SOCHIFI), (1999-2000). Tiene más de 100 publicaciones en revistas internacionales.
En 1962-1965 estuve en la Universidad de Virginia, Charlotteville, USA con una beca de la Fundación Guggenheim, dedicándome a investigaciones:
a) Con Jack Mitchell: Observaciones con el TEM de dislocaciones de desajuste (misfit dislocations, MD) que se producen entre las redes cristalinas de NiCl2 and CdBr2 durante el crecimiento epitaxial. Este fué la primera demonstración experimental de MDs entre sistemas bien definidos; hasta entonces solo habían sido propuestos en forma teórica;
b) Con John Matthews: Crecimiento epitaxial de películas delgadas de oro sobre superficies cristallinas de NaCl con clivaje en ultra-vacio (UHV). Sorprendemente, las capas mono-cristallinas crecidas tradicionalmente en superficies producidas por clivaje en aire no fueron obtenidas; esto se atribuyó a la ausencia de una capa de humedad que existe en sistemas de moderado alto vacío.
La importancia de usar sistemas de evaporación en UHV para el estudio de sistemas epitaxiales, que yo había postulado antes de llegar a USA, había sido ahora demostrado como señalé arriba. Al final de mi estadía en USA pude obtener un contrato (grant) de la Oficina Científica de la Fuerza Area de Estados Unidos (USA) para adquirir este equipo para mi laboratorio en Chile, incluyendo fondos para materiales y salarios de investigadores. Mientras aun estaba en Charlottesville pude especificar el equipo de evaporación en UHV, hecho de acero inoxidable, y discutir con los fabricantes del equipo por teléfono de mi casa los detalles: como la ubicación de la ventanillas de montaje de los varios accesorios que iba a necesitar para mis investigaciones y otros.
Este contrato fué una gran bendición, pues pude comprar en Chile equipos y materiales mucho más rápidamente pagando directamente por cheque y evitando la burocracia de la autorizacion del Banco Central de Chile que producía considerable demora.
Ricardo Schwarz, ejecutó en nuestro grupo un excelente trabajo de investigaciones del crecimiento epitaxial de películas de titianio sobre mica en UHV y sus propiedades ópticas. Este fue su memoria para su graduación de ingeniero Civil-Electricista en la Universidad de Chile en 1968 y publicado conmigo en el Journal de Applied Physics en 1969 (40-3364); la micrografía electrónica de la película apareció en la cubierta de esta edición del journal.
Sus estudios para el Ph.D los realizó en la Universidad de Virgina, Charlottesville, Virginia. Es Fellow desde 1985 en el Los Alamos National Laboratory, USA en el grupo de investigacio;nes de las relaciones entre estructuras y propiedades. Tiene más de 180 publicaciones en revistas con refentura, y es autor de dos patentes. Fue elegido en 2002 Fellow de la Minerals, Metals & Materials Society (TMS), USA.
Contraté a un físico suizo Claude Reymond, que era experto en trabajos mecánicos de precisión. El construyó con sus manos un sistema RHEED para montaje en el nuevo sistema de evaporación de UHV; este consistía en un cañon de electrones para 40 KV (que copió del existente en nuestro RHEED comercial funcionando con HV) y un porta-muestras con movimiento de rotación y ajuste lateral, todo de acero inoxidable y otros materials compatibles con el UHV.
En las investigaciones participó German Kremer. Él está actualmente en el Departamento de Física del Instituto Pedagógico, Universidad de Chile, Macul.
En 1968 se juntó a nuestro grupo John Alwyn Eades como post-doctorante por recomendación de Prof. Sir Peter Hirsch, su supervisor del Ph.D. en Cambridge, Inglaterra. El participó activamente no solo en nuestras investigaciones, pero también en el notable mejoramiento de la enseñanza de la física en nuestro departamento, que era su hobby. El logró rápidamente aprender el castellano. El hizo un notable impacto en nuestro departamento; estaba siempre lleno de optimismo en su tarea. Él se quedó en Chile hasta 1976, cuando preferió alejarse por peligro personal del régimen político, ya que era una persona que expresaba sus opiniones abiertamente.
Se integró al departamento de Física de la Universidad de Bristol, Inglaterra, donde se dedicó a la difracción de electrones por haz convergente (CBED); más tarde fue jefe de los Laboratorios de Materiales de la Universidad de Illinois en Urbana, Illinois, USA y actualmente es Professor en la Universidad de Lehigh, USA. Es el organizador de la Escuela de Microscopia de Lehigh, con cursos para profesionales en ese campo. También participa frequentemente en Sud-America en cursos de enseñanza y grupos de trabajo de microscopía electrónica. Fue presidente de la Microscopy Society of America (MSA) en 2004.
Donald Larson, Professor Emeritus del Departamento de Física de Drexel University, Philadelphia, PA, USA, visitó en tres ocasiones nuestro departamento, dando charlas y dirigiendo investigaciones sobre conducción eléctrica en películas delgadas. En estas actividades participaron investigadores de Chile: Luis Moraga, de Argentina Rosita Zimmerman, Comisión de Energía Atómica, Buenos Aires, Jorge Muller, ahora en el Forschungszentrum, Juelich, Alemania, y una investigadora de Brasil.
Estos trabajos dieron lugar a varias publicaciones en revistas internacionales. Adjunto la lista de publicaciones de investigación realizadas en Chile.
En 1968 fue adquirido por una donación de Francia un microscopio de electrones de transmisión (TEM) Philips Elmiskop I; este fue instalado en el subterraneo del edificio y seguió funcionando hasta 1996 (o más?).
Desde 1968 fui jefe de Departamento, con los problemas administrativos inherentes, hasta mi renuncia en Julio 1971 y viajé a Israel.
En el año 1971 fui invitado por el conocido Profesor de Física de partículas elementales Yuval Neeman en la Universidad de Tel-Aviv primero como huesped del departamento de Física y nombrado en 1973 como Profesor titular en la Escuela de Ingeniería, Departamento de Electrónica-Física (Materiales y Dispositivos Electronicos y Radiación Electromagnética). Me dediqué y todavía me dedico a investigaciones de semiconductores: crecimiento de películas y sus propiedades eléctricas usando microscopios electrónicos de transmisión (TEM) y barrido (SEM).
También me dediqué extensamente al desarrollo de células fotovoltaicas para la conversión de la energía solar a electricidad y el uso de la energía solar para esterilización de agua potable.
También fui el primer Jefe de Departamento, desde su creación en 1978 hasta 1983. La posición similar que había tenido en Chile me estimuló para aceptar esta tarea. En realidad fue más sencilla aquí, pues no tenía que preocuparme del personal técnico y administrativo que era manejado por la dirección de la facultad de ingenieria.
Entre 1992 y 1996 estuve en años sabáticos en el Centro de Excelencia de Física y Materiales del Imperial College, of Science, Technology and Medicine, Londres, en el Laboratorio de Energía Renovable en Denver, Colorado, USA y en el Departamento de Materiales de la Universidad de Oxford.
En 1994/5 estuve de visita a Chile por 3 meses. Me dieron una oficina en Beauchef en el primer piso (ya que los laboratorios en el tercer piso los habían trasladado a la planta baja después del terremoto de 1985). Fue un gran placer de establecer contacto personal con mucho colegas y alumnos antiguos, algunos ya retirados. Di algunos seminarios. Me acostumbré a los muchos abrazos y besos que recibí espontáneamante también de las jovenes, lo que es no usual aquí.
En el mes de Febrero aproveché para visitar el sur de Chile lindo, llegando hasta las Torres de Paine y los ventisqueros de San Rafael y la isla de Chiloé.
Esto no lo había hecho cuando viví en Chile; así ocurre muchas veces que uno solo se toma de tiempo para ver el país cuando uno está de turista.
Noté el gran desarrollo del país, pero desgraciadamente también el enorme aumento de la contaminación en Santiago, debido en gran parte a la negligencia de las autoridades y la política de privatización: supresión de los trenes y trolleys eléctricos y aumento enorme de las mini-buses y coches con emisión de gases.
La demostración para mi fue que en los años que trabajé en Beauchef podía observar en las tardes las magníficas puestas del sol en los Andes; durante mi visita no se veían las montañas; solo el fin de semana desde el barrio alto.
Me retiré en 1995 (a la edad de 68), como es usual en nuestra Universidad. Sigo activo en investigaciones como antes pero no tengo un horario rígido ya que no enseño. Coopero actívamente en organizar conferencias en mi campo gracias a la gran experiencia adquerida, en particular en la Israel Vacuum Society (IVS); Science and Technologia, en que he sido por varios años su presidente y soy miembro honorario.
Soy activo y miembro honorario en la Israel Society for Microscopy ( ISM).
Viajo también al extranjero, principalmente a Europa a participar en conferencia científicas y como Profesor visitante en el departamento de Materiales de la Universidad de Oxford.
Sigo en contacto con Chile; manejo las becas Helmuth Heinemann (al nombre de un gran hombre poseedor de la minas en Bolivia, que después de su venta dieron lugar a la fundación Andes en Chile, que da fondos a investigaciones cientifícas, y a fundaciones similares en Argentina y Brasil).
Estas becas provenientes de una donación a la Universidad de Tel-Aviv de esos fondos son para hacer estudios de doctorado o de post-doctorodo en la Universidad de Tel-Aviv, en los departamento de Ingeniería y Física en los campos de Energía y Tecnología.